CHAPITRE V

PESANTEUR DE L'AIR ET DES GAZ

§ 1. l'air et les autres gaz sont pesant^, élastiques et compressibles.

Nous habitons le fond d'un océan fluide, dont la profondeur moyenne est au moins cent fois aussi grande que celle des mers, et qui enveloppe de toutes parts le sphéroïde terrestre. La substance dont cette mer est formée, est l'air, mélange de diverses substances gazeuses, dont les deux principales sont l'oxygène et l'azote : le gaz acide carbonique, la vapeur d'eau, quelquefois l'ammoniaque, s'y trouvent aussi, mais dans des proportions variables, tandis que les deux premiers gaz y sont partout dans le même rapport. Ce rapport est, à peu de chose près, sur un volume égal à 100, de 21 pour l'oxygène et de 79 pour l'azote.

L'air est, comme on sait, l'aliment indispensable de la respiration des animaux ; ceux mêmes qui vivent habituellement dans l'eau ne peuvent s'en passer; il n'est pas moins nécessaire aux végétaux qui, sous l'influence de la lumière, décomposent l'acide carbonique de l'air, fixent le charbon et restituent l'oxygène, qu'absorbe au contraire la respiration animale.

La transparence de l'air ne permet pas de constater sa présence par la vue, du moins dans un intervalle d'une faible étendue. Mais à de grandes distances l'interposition des couches gazeuses est très sensible; elle donne aux corps éloignés, aux montagnes qui bornent l'horizon, une teinte bleuâtre qu'on

PESANTEUR DE L'AIR ET DES GAZ

retrouYe très éclatante et très pure dans la couleur du ciel, quand l'atmosphère est sans nuages. Sans la couleur bleue de l'atmosphère, le ciel serait incolore, c'est-à-dire entièrement noir; et les étoiles s'y détacheraient brillantes en plein jour. Pendant la nuit, l'enveloppe aérienne n'étant plus éclairée par les rayons du soleil, mais seulement par les faibles lueurs de la lune ou des étoiles, parait d'un bleu sombre ; et si l'on s'élève le jour sur une très haute montagne, le même phénomène se produit, parce que les couches d'air qui la surplombent, moins épaisses et moins denses, n'absorbent plus qu'une faible portion des rayons bleus de la lumière solaire.

L'existence de l'air nous est d'ailleurs révélée par d'autres phénomènes, que nous percevons à l'aide de l'organe de l'ouïe et de celui du toucher. Quand l'air est en repos, il suffit que nous nous mettions nous-mêmes en mouvement pour sentir sa présence. Sa masse résiste au déplacement que nous lui imprimons , et cette résistance est sensible sur nos mains ou sur notre visage. Mais la matérialité de l'air se manifeste bien plus vivement encore par les mouvements dont il est lui-même animé : depuis les brises les plus légères jusqu'aux vents violents des ouragans et des tempêtes, toutes les agitations atmosphériques sont des preuves continuelles de son existence.

Enfin, c'est grâce aux vibrations communiquées à l'air par les corps sonores que le son se propage jusqu'à notre oreille. L'air lui-même, quand il est mis en vibration dans des conditions convenables, devient un producteur du son, comme nous le verrons dans la seconde partie de ce volume. La plupart de ces propriétés de l'air ont été utilisées : nous en décrirons plus tard de nombreuses et très intéressantes applications.

Ce qui va faire l'objet de ce chapitre, c'est l'étude des propriétés de l'air considéré comme corps pesant, ce sont les phénomènes dus à la pesanteur de l'air ou des autres substances gazeuses ; car iair est pesant, comme il est aisé de s'en rendre compte par une expérience très simple.

Nous décrirons bientôt l'instrument qui sert à enlever d'un

vase ou récipient l'air qu'il contient, à y faire le vide, comme disent les physiciens. C'est ce qu'on nomme la machine pneumatique. Or, si l'on prend un ballon de verre muni d'un col métallique à robinet, et qu'on le pèse après y avoir fait le vide (fig. 71), il suffit d'ouvrir le robinet et d'y laisser rentrer l'air,

pour constater que le fléau de la balance penche alors du côté du ballon. Pour rétablir l'équilibre rompu, on doit ajouter des poids marqués , environ 1>'',29 pour chaque litre dont se compose la capacité du ballon.

Yoilà donc la pesanteur de l'air directement démontrée. La même expérience, faite à l'aide d'autres gaz , démontrerait de la même manière que les corps à l'état gazeux sont, comme les liquides et les solides, soumis à l'action de la pesanteur. Galilée a le premier démontré cette vérité si importante que l'air est pesant*; mais l'expérience que nous venons d'indiquer est due à Otto de Guericke , l'inventeur de la mach i ne pneumatique .

Si l'air contenu dans un vase est pesant ; si son poids est susceptible d'être évalué au moyen de la balance, l'immense volume d'ail' qui repose sur le sol doit presser celui-ci en proportion de la masse atmosphérique, et cette pression, sans aucun doute énorme, doit se manifester par des phénomènes

Fig. 1\. — Déinoiistralinn expérimentale de la pesanteur de l'air et des gaz.

1. Les anciens avaient soupçonné la jiesanteur de l'air, mais sans pouvoii'la constater ]iar l'expérience. Dans son traité de Cœlo, Aristole dit : « Tous les corps, quand ils sont en leur lieu propre, ont de la pesimteur, excepté le feu. Uair lui-même est pesant. La preuv,', c'est qu'une outre, quand elle est gonflée, a plus de poids que quand elle est vide « Malheureusement cette preuve était im|)ossible à réaliser, puisque, pesée dans l'air, l'outre pleine ou vide ne peuvait que doinier le poids de son enveloppe.

PESANTEUR DE L'AIR ET DES GAZ

sensibles. C'est ce qui arrive en effet; mais, avant d'étudier ces phénomènes, disons quelques mots des ])ropriétés des gaz, tant de celles qui leur sont communes avec les liquides, que de celles qui les caractérisent d'une façon spéciale.

Comme les liquides, les gaz sont formés de parties, de molécules douées d'une extrême mobilité. Aussi voit-on les masses gazeuses céder aux moindres efforts, se diviser pour laisser tous les mouvements des corps liquides ou solides s'effectuer dans leur sein, et ne leur opposer de résistance appréciable que si la vitesse et le déplacement de leurs molécules devien-

Fig. 72. — Expansibilité et compressibilité des gaz.

nent considérables, ou si la masse du corps en mouvement est faible relativement à celle du gaz déplacé.

Les gaz sont éminemment élastiques et expansibles. Prenons en effet une vessie aplatie et comprimée, ne renfermant dès lors qu'un faible volume d'air en comparaison de la capacité que posséderait la même vessie gonflée (fig. 72). En cet état, l'air intérieur n'augmente pas de volume, parce que la force élastique dont ses molécules sont douées, et que nous allons mettre en évidence, est équilibrée par la pression de l'air extérieur. Plaçons cette vessie sous la cloche d'une machine pneumatique. A mesure que le vide se fait, on voit la vessie augmenter de volume, se gonfler et même se rompre sous la

pression intérieure qni en distend les parois. Fait-on rentrer l'air, elle revient proinptement à son volume primitif, ce qui prouve à la fois que l'air — tout autre gaz se conduirait de môme — est élastique et compressible.

Ces deux propriétés se vérifient aussi à l'aide àn briquet pneumatique. En enfonçant un piston bien calibré et graissé dans un tube de verre plein d'air (fig. 75), on éprouve une résistance faible mais croissante, et l'on voit le volume de l'air diminuer de moitié, des deux tiers, etc., première opération qui prouve

la grande compressibilité du gaz. Le piston, parvenu au bas de sa course et abandonné à lui-même, remonte spontanément à sa position primitive, preuve non moins évidente de l'élasticité de l'air. Comme cette compression dégage de la clialeur, on se sert de cet instrument pour allumer un morceau d'amadou placé au-dessous du ])iston ; seulement la compression doit alors être très brusque. De là le nom de briquet pneumatique donné à ce petit instrument.

Ainsi, comme les liquides, les gaz sont élastiques et compressibles : mais, tandis que cette dernière propriété est très faible dans les premiers, elle est au contraire extrêmement considérable chez ceux-ci .

Notons en outre que si les molécules liquides ont une cohésion presque nulle, dans les gaz cette cohésion n'existe plus ; tout au contraire, leurs molécules ont une tendance à se repousser qui n'est contre-balancée que par une pression étrangère. Il résulte delà que, cette pression venant à diminuer, le volume de gaz augmente ; dans les liquides, le volume reste constant, tant du moins que le corps conserve le même état. Enfin, ce qui distingue encore les liquides des gaz, c'est la

Fig. 75. — Briquet piuniiuntiiiuo.

très faible densité comparative de ces derniers • tandis que le poids d'un litre de liquide s'élève à 13 596 grammes (poids d'un litre de mercure), et ne s'abaisse point au-dessous de 715 grammes (éther), le poids d'un litre de gaz ou de vapeur ne dépasse pas 20 grammes et s'abaisse à 9 centigrammes.

Du reste, dans les gaz comme dans les liquides, le principe d'égalité de pression et celui de l'égalité de transmission des pressions dans tous les sens sont également indiqués par la théorie et vérifiés par l'expérience; nous aurons l'occasion d'en donner bientôt des exemples. Revenons aux phénomènes dus à la pesanteur de l'air.

Nous avons vu que Galilée est le premier qui ait démontré cette pesanteur : l'histoire de cette importante découverte est bien connue. C'était en 1640. Des fontainiers de Florence, chargés de construire une pompe dans le palais du grand-duc, furent fort étonnés de voir que l'eau, malgré le bon état où ils avaient mis l'appareil, ne voulût pas s'élever jusqu'à l'extrémité supérieure du tuyau du corps de pompe, c'est-à-dire au delà de 32 pieds (10", 3 environ). Les savants, ingénieurs et académiciens florentins, consultés sur cette anomalie, ne surent que répondre. On s'adressa à Galilée, âgé alors de soixante-seize ans, et dont l'immense répuhition de savoir n'avait point été ébranlée par les persécutions. Galilée fit d'abord une réponse évasive, mais la question posée le fit réfléchir; il soupçonna que la pression de l'air était la cause qui fait monter l'eau jusqu'à cette hauteur, et que Vliorreiir de la nature pour le vide était une explication oiseuse, puisqu'il eût fallu supposer que cette horreur ne se manifestait pas au delà d'une hauteur donnée. Il vérifia d'abord la pesanteur de l'air, en pesant une bouteille dont l'air avait été expulsé par la vapeur provenant de l'ébullition d'une certaine quantité d'eau. Puis il laissa à son disciple Torricelli le soin de pousser ])lus loin la vérification de ses conjectures.

Un an après la mort de Galilée, Torricelli eut l'idée d'examiner comment se comporterait, dans le vide, un liquide beaucoup plus dense que l'eau, le mercure.

Il prit un long tube fermé par un bout, qu'il emplit de ce liquide; puis, fermant avec le doigt l'extrémité ouverte du tube, de manière à empêcber le liquide de tomber et l'air de

Fig. 74. Expérience Fig. 75. — Expérience de Torricelli ; effet

de ToiTicelli. de la pesanteur de l'atmosphère.

pénétrer, il plongea cette extrémité dans un vase plein de mercure; abandonnant alors le liquide à lui-môme, il maintint le tube dans une position verticale (fig. 74 et 75). Torricelli vit alors le liquide descendre du sommet, et, après quelques oscillations, s'arrêter à un niveau qui demeura à peu près invariable, à 28 pouces (76 centimètres) environ au-dessus du niveau du mercure dans le vase.

PRESSION atmosphekiqup:.

Si l'idée de Galilée était juste, et que la culouue d'eau de 52 pieds fiU bien mainteiuie par la pression de l'atmosphère, la même pression devait élever le mercure, qui est 15 fois et demie plus lourd que l'eau, à nne hauteur 13 fois et demie moindre. Or 28 ponces sont en effet une longueur 15 fois et demie moindre que 52 pieds. *•

Telle est, dans sa simplicité, cette grande découverte; tel est le tube de Torricelli, ou, comme on le nomme de nos jours, " le baromètre, instrument servant à mesurer la pression de l'atmosphère.

Ce ne fut pas sans résistance que les explications de Torricelli sur l'élévation de l'eau et du mercure triomphèrent auprès des savants de son époque \ Mais de nouvelles expériences, imaginées par Pascal, ne permirent plus aucun doute. 11 se dit que si la pesanteur de l'air est réellement la cause des phénomènes observés, la pression devait être moindre à mesure qu'on s'élèverait dans l'atmosphère, ou que la colonne gazeuse superposée au niveau extérieur du liquide serait moindre. La

1. i( La nature fuit le vide, ne peut souitïir le vide, a horreur du vide. Fuga vacui; non dalur vacuum in rerutn naturâ. » Telles étaient les l'ormules par lesquelles on croyait expliquer, avant Pascal, le mouvement asccnsioimel de l'eau dans les pompes, l'introduction de Pair dans un soufflet que l'on manœuvre, celle de l'air dans les poumons, et nombre d'autres phénomènes dont la cause mécanique est la pression de l'air. On assure que Descartes, dès 1638, attribuait au poids de l'air l'ascension de l'eau dans les pompes. Ce qui est certain, c'est que l'expérii nce du tube de Torricelli, qui date de 1645, connue en France l'année suivante, fut comaumiquée à Pascal par le P. Mersenne. Ce dernier avait essayé d'abord de la reproduire sans y réussir, mais un voyage qu'il avait fait à Home lui permit d'en connaitre exactement les conditions. Pascal, dès qu'il les connut en 1646, répéta à diverses reprises les expériences d'Italie, et en fit d'autres qui lui révélèrent de la véritable cause du phénomène, à savoir la pesanteur de l'air. 11 employa à cet effet divers liquides de densités différentes, l'huile, l'eau, le vin, et il trouva que les hauteurs étaient en raison inverse des densités. Enfin, il conçut et il exécuta ou fit exécuter les fameuses expériences qui prouvent que la pression de l'air diminue à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère. C'est après avoir donné le récit de l'expérience du Puy de Dôme que Pascal conclut en ces termes contre les traditions invétérées de la routine scolastique : « Mon cher lecteur, le consentement universel des peuples et la foule des philosophes concourent à l'établissement de ce principe, que le nature souffriroit plutôt sa destruction propre que le moindre espace vide. Quelques esprits des plus élevés en ont pris un plus modéré : car encore qu'ils aient cru que la nature a de l'horreur pour le vide, ils ont néanmoins estimé que cette répugnance avoit des limites, et qu'elle pouvoit être surmontée par quelque violence ; mais il ne s'est encore trouvé personne qui ait avancé ce troisième : que la nature n'a aucune répugnance pour le vide, qu'elle ne fait aucun el'l'url piiur l'éviter, et qu'elle l'adini't sans peine et sans résistance. »

146 LE MO.NDE PHYSlyUE.

hauteur du mercure, clans le tube de Torricelli, doit doue être plus petite au sommet d'une montagne que dans la plaine. De là les expériences célèbres qu'il fit faire à Périer, son beaufrère, sur le Puy de Dôme, et celles qu'il exécuta lui-même au bas et au sommet de la tour Saint-Jacques la Boucherie. Les résultats furent de tout point conformes aux prévisions tirées de la théorie nouvelle \

La hauteur du mercure dans le tube de Torricelli est indépendante du diamètre du tube, pourvu toutefois que ce diamètre ne soit pas très petit; car alors d'autres forces, que nous étudierons, ont une grande influence sur les niveaux des liquides. Ce résultat est une conséquence toute naturelle de l'égale transmission des pressions dans les liquides : la colonne de mercure agit par son poids sur tout le mercure de la cuvette, de sorte que chaque élément de surface égal à la section du tube est pressé également par ce poids. Et comme il est en équilibre, c'est que la pression de l'air sur ce même élément est précisément égale à la première. Que faut-il conclure de là? C'est que la masse de l'atmosphère pèse sur la sui'face du sol comme si cette surface était partout recouverte d'une couche de mercure d'environ 7(3 centimètres de hauteur.

Ajoutons que la pression dans l'air se transmettant également et dans tous les sens, le poids de l'atmosphère se fait sentir partout où l'air pénètre et reste en communication avec l'atmosphère même, à l'intérieur des maisons, des cavités, comme à l'air libre et sur la périphérie des corps. C'est ce qui explique pourquoi tous les corps situés sur le sol ne sonl point écrasés par cette énorme pression, qui n'est [)as, en moyenne, moindre de 10555 kilogrammes sur chaque surface d'un mètre carré.

I. ' J'ai iiiiayini', ('crivail Pascal à l'érier, 11110 cxpci ieiicc qui |iourra lever lotis les doutes, si elle est exécutée avec justesse. Que l'on lasse expérience du vide plusieurs fois, eu un même jour, avec le même vif-argent, au bas etausoramel de la montagne du Puy qui es! aupi'ès de notre ville de Clerniont. Si, coumu- je le pense, la liauleur du vil-argent est moindre en haut qu'en bas, il s'ensuivra que la pesanteur on pression de l'aii' est la cause de cette susj)ension. |)uis(pie. bien cerlaineiuenl, il y a plus d'air qui pèse sur le pied delà montagne que sur sou sduiiiM't. landis rpi'mi ne saurait dire que la iiaturi.' ablidi re le \ide en un lieu plus (|ue l'anlre.

La snrfaco du corps hiimaiii étant à peu près d'un mètre carré et demi pour une personne de moyenne taille et de moyenne corpulence, chacun de nous supporte en tout temps une charge qui vaut environ 15500 kilogrammes. Que cette charge ne nous écrase pas sur le sol, nous venons d'en donner

Fig. 7ti. — Pascal.

la raison : toutes les pressions exercées sur chaque point de notre corps se font équilibre. Mais, que nous ne soyons pas broyés sous l'effort de ces pressions contraires, c'est ce qui semble au premier abord incompréhensible. La raison en est simple : tous les fluides contenus dans notre organisme réagissent contre la pression de l'atmosphère, et c'est cette incessante réaction qui explique l'insensibilité naturelle où nous

sommes, et l'absence des phénomènes que la pression de l'air ferait tout d'abord supposer. Cette réaction n'est d'ailleurs pas une simple hypothèse, comme le prouve l'application des ventouses. Ce sont de petits vases en métal ou en verre, qu'on applique sur la peau; le vide étant fait à leur intérieur, la peau se gonfle, les petites veines crèvent, et le sang afflue, parce qu'il n'est plus maintenu dans les vaisseaux par la pression atmosphérique.

On fait dans les cours de physique, pour rendre évidente l'énergie de la pression atmosphérique, quelques expériences intéressantes que nous allons rapidement décrire.

L'une des plus anciennement connues est celle des deux hémisphères de Magdebourg; elle est due à Otto de Guericke.

Deux hémisphères en cuivre pouvant s'emboîter l'un dans l'autre, de manière h former une sphère creuse, s'adaptent par un robinet au conduit de la machine pneumatique (fîg. 77). Tant qu'ils sont pleins d'air, il suffit du plus léger effort pour les séparer. Mais quand le vide est fait à l'intérieur de la sphère, il faut un effort considérable pour déterminer la séparation, comme il est aisé de s'en rendre compte , puisque la pression sur deux hémisphères de 2 décimètres seule- ^ ment de diamètre est déjà sur chacun d'eux

Fii;.77.— iinuisjiiHMPs dc 524 kilogrammes. Dans une de ses expétio Magdibourg. i-jenccs, l'illustre bourgmestre de Magdebourg fit tirer chaque hémisphère par quatre forts chevaux, sans parvenir à les séparer : le diamètre étant de 65 centimètres, la pression était de 5428 kilogrammes sur chacun d'eux, soit 6856 kilogrammes de pression totale. La pression totale sur les surfaces des hémisphères est deux fois plus grande que ne le marquent ces nombres; mais il ne s'agit ici que de la somme de celles qui s'exercent dans la direction de la résistance, lesquelles équivalent de chaque côté à la pression snr un cercle (le même diamètre que la sphèi'c.

Fier. 78

Expérience constatant la pression atmosphérique.

PPxEHSION ATAIOSPHÊRigUE. 149

Si l'on emplit d'eau jusqu'à l'extrême bord un verre, et qu'on applique à la surface une carte ou une feuille de papier, on peut, sans que le liquide s'écoule, le tenir renversé, comme le montre la figure 78 : la pression atmosphérique maintient le papier contre le liquide et soutient le poids de ce dernier sans difficulté aucune, le papier ne jouant ici d'autre rôle que celui d'empêcher la division des molécules de la colonne liquide.

L'expérience du crève-vessie consiste à faire le vide dans un vase dont l'ouverture a été recouverte d'une membrane tendue, qui empêche l'air d'y pénétrer. A mesure que le vide se fait, on voit la membrane se déprimer sous le poids de l'air extérieur, et à la fin elle finit par se briser (fig. 79). Une forte détonation, semblable à celle d'un coup de pistolet, accompagne la rupture : cette détonation est due évidemment à la rentrée subite de l'air dans la capacité vide du vase.

Un fruit, une pomme par exemple, appliqué sur le contour aminci d'un tube métallique à l'intérieur duquel on fait le vide, pressé par le poids de la colonne atmosphérique, est coupé par les bords du tube et pénètre ainsi à l'intérieur. C'est l'expérience du coupe-pomme.

Enfin , on fait encore une expérience curieuse qui démontre la pression de l'air sur la surface des liquides. Une cloche cylindrique en verre, montée sur une garniture métallique, est munie d'un tube à robinet, qui permet de la visser sur la machine pneumatique et de faire le vide à son intérieur. Le vide fait, on plonge l'extrémité inférieure du tube dans une cuvette remplie d'eau, et l'on ouvre le robinet qui permet la communication de l'intérieur du vase avec

Fii

. 79. — Expérience du crève- vessie.

le liquide. La pression atmosphérique qui s'exerce sur l'eau de

Fig. 80. — ■ Jet (l'eitii dans le vide.

la cuvette, fait alors jaillir un jel qui va frapper les parois supérieures fie la cloche (fig. 80).

Dans tout ce qui précède, nous avons supposé que le poids de la colonne d'air était la seule cause de la pression atmosphérique, que cette pression était constante et équivalait, sur une surface donnée, au poids d'une colonne d'eau de 10™, 53 ou à celui d'une colonne de mercure de 76 centimètres, ayant même section que la surface. Mais l'expérience prouve que cette pression est sujette à des variations, même quand l'altitude du lieu ne change pas. Nous étudierons plus tard ces variations dans leur rapport avec les phénomènes météorologiques ; mais il faut pour cela posséder un instrument qui les constate. Cet instrument, qui en principe n'est autre que le tube de Torri-

celli, et qu'on nomme le baromètre, mérite d'être décrit en détail. Il a reçu des dispositions diverses, selon l'usage auquel il est destiné.

Le plus simple et en même temps le plus exact des baromètres n'est autre chose qu'un tube de verre ou de cristal, qu'on choisit bien droit, régulièrement cylindrique et parfaitement homogène, d'un diamètre un peu grand, de 2 à 5 centimètres par exemple. On le plonge, après l'avoir rempli de mercure, dans une auge en fonte remplie du même liquide. L'auge et le tube sont fixés contre un support vertical et restent à demeure dans le lieu où doivent se faire les observations. Ce n'est pas autre chose, on le voit, qu'un tube de Torricelli. Mais, pour l'établir, on prend diverses précautions dont l'importance est aisée à saisir, et qui du reste sont également nécessaires pour la construction des autres baromètres.

Ainsi, il est essentiel que le mercure employé soit d'une grande pureté : on y parvient en dissolvant, à l'aide de l'acide azotique, l'oxyde de mercure ou les parcelles de métaux hétérogènes que le liquide pourrait contenir. 11 faut aussi, et surtout, qu'il ne contienne pas de bulles d'air, que leur légèreté spécifique ferait monter le long des parois du tube, dans l'espace vide qu'on nomme la chambre barométrique. La vapeur d'eau et l'air, étant des gaz élastiques, presseraient le niveau supérieur du tube, de sorte que la hauteur du mercure n'indiquerait plus la pression de l'atmosphère. Pour cela, ou commence par sécher et parfaitement nettoyer le tube avant de l'emplir. Le tube une fois plein de mercure, on fait bouillir le liquide en ])laçant le tube sur une sorte de gril incliné contenant dans toute sa longueur des charbons allumés. Le tube s'échauffe progressivement, ainsi que le mercure, dont la température est amenée à un point voisin de l'ébullition; alors, progressivement à partir de la base, on fait bouillir le mercure en suréchauffaiil le foyer, jusqu'à ce que toutes les bulles d'air que contient le li(|uide, ou ([ui restent adhérentes au tube, soient expulsées. A ce moment, l'aspect du mercure doit être celui d'un miroir de

la plus grande netteté, d'un éclat vif et métallique, indice d'une pureté pariaite, uidispensable en pareille circonstance.

La grandeur riu diamètre du tube qui forme le baromètre fixe ou normal, offre'isur les tubes plus étroits l'avantage de

Fig. 81. — Biuoinètre Fig. 82. — Baromètre Fig. 8Ô. — Jinnuiictrc normal ou fixe. à cuvette ordinaire. à siiihon ordinaire.

donner à la colonne mercurielle un niveau que n'altèrent point les forces moléculaires, qui constituent la capillarité. Dès lors, pour obtenir la liauteur du baromètre, il sullira de mesurer la distance verticale qui sépare ce niveau de celui du mercure dans la cuvette. C'est ce qu'on fait à l'aide du cathétomètre

(lig. 84), qui se compose esseiitiellemeiiL d'une règle divisée, sur laquelle se meut une lunette horizontale.

On peut voir, sur la figure 81 qui représente le baromètre iixe, une vis à double pointe adaptée à la cuvette. La pointe iidérieure doit affleurer le mercure, ce qu'il est aisé de réaliser à l'aide de la vis, et c'est la distance de la pointe supérieure — [lointe que le dessinateiu' a oublié de figurer — au niveau du tube que donne le cathétomètre. En y ajoutant la longueur constante de la vis, ou a la hauteur ou la ])ression atmosphérique cherchée.

Le baromètre à cuvette se distingue du précédent en ce que la cuvette (fig. 82), offrant une grande surface, le uiveau du mercure y est considéré comme constant. La planche contre laquelle l'instrument est fixé, est munie d'une échelle divisée en millimètres, sur laquelle glisse un anneau curseur, qu'on place de manière que son arête supérieure affleure au niveau du mercure. Le zéro de l'échelle étant, par hypothèse, le niveau de la cuvette, la lecture de la hauteur se fait sur l'échelle même. Enfin, l'échelle est munie d'un vernier, qui permet d'apprécier les fractions de millimètre.

Ce qui rend cet instrument moins parfait que le précédent, c'est que le niveau de la cuvette ou le zéro de l'échelle est supposé constant; or, sous l'influence des variations de la chaleur, le verre et le mercure se dilatent, ce qui produit des variations dans la position du zéro. Le plus souvent, après un certain temps, ces variations accidentelles finissent par déterminer une altération permanente, et l'échelle est à rectilier.

On construit aussi des baromètres à siplion, ou à deux branches recourbées, dont la plus petite a un diamètre beaucoup plus large que l'autre (lig. 85); mais l'inconvénient dont nous venons de parler y est encore plus sensible, à moins qu'on ne s'astreigne à prendre toujours pour hauteur la différence des niveaux du mercure dans les deux branches.

Les baromètres de Fortin, de Gay-Lussac et de Bunten n'of-